JP2007234234A - Discharge tube lighting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure timing up to a stable arc discharge while reducing a time until the stable arc discharge. <P>SOLUTION: A discharge tube lighting device executes lighting control by supplying power to a discharge tube. A control means (a microcomputer 81 of a control circuit 8) has a first power supply pattern, in which relatively large power is supplied in a negative resistance region of inter-electrode voltage characteristics of the discharge tube to an elapsed time immediately after lighting of the discharge tube; and a second power supply pattern for supplying power corresponding to output power characteristics to an inter-electrode voltage after passing the negative resistance region. The lighting control is executed by supplying power to the discharge tube while switching between the first/second power supply patterns after being triggered by the passing of the negative resistance region. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電管点灯装置、特に、車載用ヘッドライトに用いて好適な水銀フリーの高輝度放電管の点灯制御を行う放電管点灯装置に関する。   The present invention relates to a discharge tube lighting device, and more particularly to a discharge tube lighting device that performs lighting control of a mercury-free high-intensity discharge tube suitable for use in a vehicle headlight.

車載用ヘッドライトとして、明るく、長寿命、かつ、低電力の高輝度放電管(以下、HID(High Intensity Discharge)バルブという)が広く普及している。また、近年、破棄環境に対する配慮から、従来のHIDバルブ(以下、従来バルブという)に封入されている水銀を使用しないタイプのHIDバルブ(以下、水銀フリーバルブという)の開発が行われており、車載用ヘッドライトとしても実用化が開始されている。   A bright, long-life, low-power, high-intensity discharge tube (hereinafter referred to as a HID (High Intensity Discharge) bulb) is widely used as a vehicle headlight. In recent years, in consideration of the disposal environment, a type of HID valve (hereinafter referred to as a mercury-free valve) that does not use mercury enclosed in a conventional HID valve (hereinafter referred to as a conventional valve) has been developed. Practical use has also begun as an in-vehicle headlight.

上記した従来バルブには、キセノンガス、水銀、ナトリウム、スカンジウム等のメタルハライドが封入されており、その発光シーケンスは以下に説明するとおりである。
すなわち、点灯時のバルブ濃度が低いときは、気体であるキセノンガスだけが発光し、点灯電力の供給による温度上昇に従い、常温に近い低い沸点を持つ水銀が蒸発して発光量が増加する。そして、引き続き供給される点灯電力によって更にバルブの温度が上昇し、水銀より高い沸点を持つメタルハライド(ナトリウム、スタンジウム)が蒸発し、発光量が更に上昇して定格発光量に至る。
The above-described conventional bulb is filled with a metal halide such as xenon gas, mercury, sodium, scandium, and the light emission sequence is as described below.
That is, when the bulb concentration at the time of lighting is low, only the gas, xenon gas, emits light, and mercury with a low boiling point close to room temperature evaporates as the temperature rises due to the supply of lighting power, increasing the amount of light emission. Then, the temperature of the bulb is further increased by the supplied lighting power, and the metal halide (sodium, standium) having a boiling point higher than that of mercury evaporates, and the light emission amount further rises to reach the rated light emission amount.

なお、上記したキセノンガスの発光効率は低く、ナトリウム、スカンジウムの発光効率は高い。これに対し、水銀の発光効率は、キセノンガスと、ナトリウムやスカンジウムとの間にあるため、水銀を封入することにより、メタルハライドの急激な蒸発(発光)量を緩和することができる。
上記した発光シーケンスに従い、封入されるそれぞれのメタルハライドをHIDバルブの温度上昇とともに順次蒸発させることは、HIDバルブの発光量を滑らかにし、かつ、急激に増加させる意味で好都合であった。
In addition, the luminous efficiency of the xenon gas described above is low, and the luminous efficiency of sodium and scandium is high. On the other hand, since the luminous efficiency of mercury is between xenon gas and sodium or scandium, the rapid evaporation (emission) of metal halide can be mitigated by enclosing mercury.
In accordance with the above-described light emission sequence, sequentially evaporating each metal halide to be encapsulated as the temperature of the HID bulb increases is advantageous in terms of smoothing and rapidly increasing the light emission amount of the HID bulb.

しかしながら、水銀フリーバルブは、点灯後メタルハライドが蒸発するまでの数秒間は、発光効率の低いキセノンガスが発光するだけであり、従って、充分な発光量を得ることができない。
水銀フリーバルブにおいて、充分な発光量を迅速に得るためには、点灯直後の供給電力を増大し、発光効率の低いキセノンガスによる発光を増加させると同時にメタルハライドの蒸発を促進させる必要がある。但し、点灯直後の大きな供給電力は、メタルハライドが蒸発して発光を開始したときには過剰な電力となるため、メタルハライドの蒸発に合わせて供給電力を減衰させて発光量を一定に保ちながら定格電力に到達させ、急激に増加するメタルハライドの発光量変化に対応する応答性の良い電力供給制御が必要である。
However, the mercury-free bulb only emits xenon gas with low luminous efficiency for a few seconds until the metal halide evaporates after lighting, and therefore a sufficient amount of light emission cannot be obtained.
In a mercury-free bulb, in order to obtain a sufficient amount of light emission quickly, it is necessary to increase the power supplied immediately after lighting, increase the light emission by the xenon gas having a low light emission efficiency, and at the same time promote the evaporation of the metal halide. However, the large supply power immediately after lighting becomes excessive power when the metal halide evaporates and light emission starts. Therefore, the supply power is attenuated according to the evaporation of the metal halide, and the rated power is reached while keeping the light emission amount constant. Therefore, it is necessary to perform power supply control with good responsiveness corresponding to a change in the amount of light emission of the metal halide that increases rapidly.

このことから、水銀フリーバルブを用いた場合、急激に変化する発光量を適切に制御するための技術が従来から多数提案されている。
例えば、水銀フリーバルブの点灯直後の電圧と、その後に続く電圧の変化量によってメタルハライドが蒸発するタイミングを捕らえ、供給電力を制御することで発光量を滑らかにする技術(例えば、特許文献1参照)、メタルハライドが蒸発・発光することによって発光量が急激に増加することを発光量効率増加検知手段により検知し、発光量効率増加検知手段による検知によって供給電力を減衰させ、安定した滑らかな発光量を得る技術(例えば、特許文献2参照)、水銀フリーバルブの途中に介在する部品による電圧降下を補正し、正確なバルブの電圧を検出して、点灯直後に供給する大きな電力、すなわち大電流の通電時にも適切な電力を供給して良好な電力制御を行う技術(特許文献3参照)等が知られている。
For this reason, many techniques for appropriately controlling the amount of light emission that changes rapidly when a mercury-free bulb is used have been proposed.
For example, a technique for smoothing the light emission amount by capturing the timing at which the metal halide evaporates based on the voltage immediately after the mercury-free bulb is turned on and the amount of change in the voltage thereafter, and controlling the supply power (for example, see Patent Document 1). The light emission efficiency increase detection means detects that the amount of light emission suddenly increases as the metal halide evaporates and emits light, and the supplied power is attenuated by the detection by the light emission efficiency increase detection means to provide a stable and smooth light emission quantity. Technology to obtain (see, for example, Patent Document 2), correct voltage drop due to components intervening in the mercury-free bulb, detect accurate bulb voltage, and supply large electric power immediately after lighting, that is, energization of a large current A technique (see Patent Document 3) that performs appropriate power control by supplying appropriate power is sometimes known.

特開2003−338930号公報(段落「0011」〜段落「0018」、図3)JP 2003-338930 A (paragraphs “0011” to “0018”, FIG. 3) 特開2004−119164号公報(段落「0007」〜段落「0011」、図1)JP 2004-119164 A (paragraphs “0007” to “0011”, FIG. 1) 特開2005−100948号公報(段落「0024」〜段落「0033」、図3)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-1000094 (paragraph “0024” to “0033”, FIG. 3)

従来の放電管(水銀フリーバルブ)点灯装置は、上記した特許文献1〜3に開示されているように、発光量が少なく暗いキセノンガスだけが発光する時点から、メタルハライドが蒸発して明るい発光を開始するタイミングを検出して電力を減衰させるまでは、HIDバルブに最大電力を供給している。
また、一瞬消灯後、再点灯するときにはHIDバルブに十分な余熱が残っており、この場合、メタルハライドが蒸発したまま残っている可能性があるため、既に蒸発しているメタルハライドの蒸発量に見合った電力を供給している。
Conventional discharge tube (mercury-free bulb) lighting devices, as disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above, emit bright light by evaporating metal halide from the time when only a dark xenon gas emits light with a small amount of light emission. Until the start timing is detected and the power is attenuated, the maximum power is supplied to the HID valve.
In addition, when the lamp is turned on for a short time and then turned on again, sufficient residual heat remains in the HID bulb. In this case, the metal halide may remain evaporated, which is commensurate with the amount of evaporation of the already evaporated metal halide. Power is being supplied.

上記した電力供給パターンを持つ背景技術によれば、メタルハライドの蒸発の有無によって電力供給パターンの制御を行っているが、それぞれの電力供給パターンにおいて制御因子として必要とするものが異なる。
例えば、前者の、メタルハライドが蒸発する前の状態からの点灯においては、メタルハライドの蒸発による急激な発光量変化のタイミングを検出するために、点灯直後のキセノンガスによる発光における電極間電圧を基準値として確保する必要がある。また、後者の、メタルハライドが既に蒸発している状態からの点灯においては、余熱によるHIDバルブの温度に応じたメタルハライドの蒸発量に見合った電力を供給するためにHIDバルブの消灯時間を測定する必要がある。
According to the background art having the power supply pattern described above, the power supply pattern is controlled depending on the presence or absence of evaporation of the metal halide. However, different power supply patterns require different control factors.
For example, in the former lighting from the state before the metal halide evaporates, in order to detect the timing of the sudden light emission change due to the evaporation of the metal halide, the interelectrode voltage in the light emission by the xenon gas immediately after the lighting is used as a reference value. It is necessary to secure. Further, in the latter case of lighting from a state where the metal halide has already evaporated, it is necessary to measure the turn-off time of the HID bulb in order to supply power corresponding to the evaporation amount of the metal halide according to the temperature of the HID bulb due to residual heat. There is.

しかしながら、HIDバルブの温度を消灯時間によって推測することは、例えば、HIDバルブが装着されるヘッドライトの構造により保温や放熱状態が異なり、また、車両走行中、風による影響、気温やエンジン発熱量に基づく周囲温度によっても変化するため、消灯時間と余熱によるHIDバルブの温度の間に完全な相関関係があるとはいえず、代表値を用いる大まかな制御しかできないのが現状であった。
HIDバルブの温度、更には、メタルハライドの蒸発具合を正確に把握するためにはHIDバルブの電極間電圧を測定することが好ましい。
However, the estimation of the temperature of the HID bulb based on the turn-off time means that, for example, the heat insulation and heat dissipation state varies depending on the structure of the headlight to which the HID bulb is attached, and the influence of wind, temperature and engine heat generation while the vehicle is running. Therefore, it cannot be said that there is a perfect correlation between the turn-off time and the temperature of the HID bulb due to residual heat, and only rough control using representative values is possible at present.
In order to accurately grasp the temperature of the HID valve and further the degree of evaporation of the metal halide, it is preferable to measure the voltage between the electrodes of the HID valve.

そのため、充分な発光量を迅速に発光するための電力制御に必要なパラメータは、点灯直後のバルブの電極間電圧に集約される。
但し、点灯直後における水銀フリーバルブは、水銀フリーバルブの点灯を開始するために高電圧を供給することにより生じる絶縁破壊の状態から、電流が少ないグロー放電を経由し、電流が増加して電極およびキセノンガスを過熱するアーク放電に至る過程を辿る。これら各過程においては、絶縁破壊による約25KVの電圧、安定したアーク放電による数十Vレベルの電圧、また、両者の間にグロー放電による電圧があり、それら状態によって水銀フリーバルブの電極間電圧が変化するため各状態が明確になる。
Therefore, the parameters necessary for power control for quickly emitting a sufficient amount of light emission are collected in the voltage between the electrodes of the bulb immediately after lighting.
However, the mercury-free bulb immediately after lighting, from the state of dielectric breakdown caused by supplying a high voltage to start lighting the mercury-free bulb, increases the current through the glow discharge with a small current, Follow the process leading to arc discharge that overheats xenon gas. In each of these processes, there is a voltage of about 25 KV due to dielectric breakdown, a voltage of several tens of volts due to stable arc discharge, and a voltage due to glow discharge between them, and the voltage between the electrodes of the mercury-free valve depends on these states. Each state becomes clear because it changes.

従来バルブは、含有する水銀量により、少ない供給電力でも短時間で安定したアーク放電に移行するため、安定した電極間電圧となるアーク放電に至るタイミングを簡単に検出することができ、従って、従来バルブの電極間電圧を測定してバルブの状態を推測することは容易であった。
これに対し、水銀フリーバルブは、大電流(従来バルブの定格電流0.4Aに対し、水銀フリーバルブは0.8A)通電用に電極径を太くし、また、点灯直後の発光量を確保するためにキセノンガスを多く封入し、かつ、水銀が受け持っていた発光量を補うためにメタルハライドを多く封入することでバルブの熱容量を増加させている。従って、安定なアーク放電に至るまでの時間が従来バルブに比べて長く、この期間における電力が不足すれば更にその時間が伸張する。
Since the conventional bulb shifts to a stable arc discharge in a short time even with a small amount of supply power due to the amount of mercury contained, it is possible to easily detect the timing of the arc discharge resulting in a stable interelectrode voltage. It was easy to estimate the state of the valve by measuring the voltage between the electrodes of the valve.
In contrast, the mercury-free bulb has a large electrode diameter for energization with a large current (0.8A for the mercury-free bulb compared to the rated current of 0.4A for the conventional bulb), and secures the light emission immediately after lighting. Therefore, the heat capacity of the bulb is increased by enclosing a large amount of xenon gas and enclosing a large amount of metal halide to compensate for the amount of light emitted by mercury. Therefore, the time until stable arc discharge is longer than that of the conventional bulb, and if power is insufficient during this period, the time is further extended.

なお、メタルハライドが蒸発する直前の状態からの点灯においては、点灯してから固定時間経過後に水銀フリーバルブの電極間電圧を測定した場合、水銀フリーバルブの個体差によっては、アーク放電に移行する前のグロー放電、および電極が充分に過熱される前の不完全なアーク放電における水銀フリーバルブ電極間電圧を測定する可能性がある。
その場合、キセノンガスによる電圧降下の他に、不充分な放電による不安定な放電電圧を含み、点灯直後の正確なバルブ電極間電圧ではないため、この電圧値を基準にした場合、メタルハライドの蒸発による電圧(発光量)変化のタイミングを誤検出し、その結果、発光量の過多、あるいは不足する事態が生じる。
In the case of lighting from the state immediately before the metal halide evaporates, when the voltage between the electrodes of the mercury-free bulb is measured after a fixed time has elapsed since lighting, depending on the individual difference of the mercury-free bulb, before the transition to arc discharge. There is a possibility to measure the mercury-free bulb-to-electrode voltage in the glow discharge and the incomplete arc discharge before the electrode is sufficiently heated.
In that case, in addition to the voltage drop due to xenon gas, it contains an unstable discharge voltage due to insufficient discharge, and it is not an accurate voltage between the bulb electrodes immediately after lighting, so if this voltage value is used as a reference, evaporation of the metal halide The timing of the voltage (light emission amount) change due to is erroneously detected, and as a result, there is a situation where the light emission amount is excessive or insufficient.

また、メタルハライドが既に蒸発している状態からの点灯においても、安定なアーク放電に至るまでの時間がメタルハライドの蒸発状態によって変化するため、点灯直後の水銀フリーバルブ電極間電圧を測定するタイミングが適切でなければ、正確な水銀フリーバルブの状態を把握できず、従って不適切な出力電力を供給する可能性がある。
例えば、上記したタイミングが早すぎれば、グロー放電時における高い水銀フリーバルブの電極間電圧を測定するため、水銀フリーバルブの温度が高いと推測し、供給電力を減少させるため、発光量が不足気味になる。逆にタイミングが遅すぎれば、水銀フリーバルブの余熱が高く、既にメタルハライドが多く蒸発して供給電力を減少させるにあたり、メタルハライドの蒸発量に見合う以上の電力を供給するため、発光量が過多気味になる。
In addition, even when lighting from a state where the metal halide has already evaporated, the time to reach a stable arc discharge varies depending on the evaporation state of the metal halide, so the timing for measuring the mercury-free valve electrode voltage immediately after lighting is appropriate. Otherwise, the exact mercury-free valve condition cannot be ascertained and, therefore, an inappropriate output power may be supplied.
For example, if the above timing is too early, the voltage between the electrodes of the high mercury-free bulb at the time of glow discharge is measured, so it is assumed that the temperature of the mercury-free bulb is high. become. Conversely, if the timing is too late, the residual heat of the mercury-free valve is high, and when the amount of metal halide has already evaporated and the supply power is reduced, power is supplied in excess of the amount of metal halide evaporation. Become.

上記したように、水銀フリーバルブを使用する環境に影響されることなく、迅速に水銀フリーバルブの状態を把握するための水銀フリーバルブ電極間電圧の測定を行うには、安定なアーク放電に至るタイミングを正確に測定する必要がある。   As described above, the measurement of the voltage between mercury-free valve electrodes to quickly grasp the state of the mercury-free valve without being affected by the environment in which the mercury-free valve is used leads to stable arc discharge. Timing needs to be measured accurately.

本発明は上記のような課題を解消するためになされたものであり、安定なアーク放電に至るタイミングを正確に測定し、かつ、安定なアーク放電に至るまでの時間を短縮することのできる、放電管点灯装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can accurately measure the timing to reach a stable arc discharge and reduce the time to reach a stable arc discharge. It aims at providing a discharge tube lighting device.

本発明に係る放電管点灯装置は、放電管の経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域において比較的大きな電力を供給する第1の電力供給パターンと、前記負性抵抗領域通過後の、前記電極間電圧に対する出力電力特性に応じた電力を供給する第2の電力供給パターンとを有し、前記負性抵抗領域の通過を契機に前記第1と第2の電力供給パターンを切り替えて電力を供給し、前記放電管の点灯制御を行う制御手段、を備えたものである。   A discharge tube lighting device according to the present invention includes a first power supply pattern for supplying relatively large power in a negative resistance region immediately after lighting of an electrode voltage characteristic with respect to an elapsed time of the discharge tube, and passing through the negative resistance region. And a second power supply pattern for supplying power corresponding to output power characteristics with respect to the interelectrode voltage, and the first and second power supply patterns are triggered by passage through the negative resistance region. Control means for switching and supplying electric power to control lighting of the discharge tube.

本発明によれば、点灯直後の負性抵抗領域の通過を境に大きな電力を供給する第1の電力供給パターンから出力電力特性に応じた電力を供給する第2の電力供給パターンに切替えることにより、使用環境に影響されることなく、正確、且つ、迅速に放電管の点灯制御を行うことができる。   According to the present invention, by switching from the first power supply pattern that supplies large power at the boundary of passing through the negative resistance region immediately after lighting to the second power supply pattern that supplies power according to the output power characteristics. The discharge tube lighting control can be performed accurately and quickly without being affected by the use environment.

実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は、この発明の実施の形態1において使用される放電管の経過時間に対するバルブ電圧特性を示す図である。また、図2は、この発明の実施の形態1において使用される放電管のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を示す図である。
図1、図2ともに、放電管として、(a)に従来バルブの特性を、(b)に水銀フリーバルブの特性を対比して示している。また、図1、図2ともに、太矢印はコールドスタートとホットスタートにおけるバルブ電極間電圧、出力電力(電流)の遷移を示している。
以下、図1、2の特性図を参照しながら、本発明に至った経緯、ならびに本発明の実施形態1の概略動作説明を行う。
Embodiment 1 FIG.
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a bulb voltage characteristic with respect to an elapsed time of a discharge tube used in Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the output power characteristics with respect to the voltage between the bulb electrodes of the discharge tube used in the first embodiment of the present invention.
Both FIG. 1 and FIG. 2 show the characteristics of a conventional bulb as a discharge tube, and (b) compares the characteristics of a mercury-free bulb. In both FIG. 1 and FIG. 2, the thick arrows indicate the transition of the voltage between the valve electrodes and the output power (current) during cold start and hot start.
Hereinafter, with reference to the characteristic diagrams of FIGS. 1 and 2, the background to the present invention and the general operation of the first embodiment of the present invention will be described.

本発明の実施の形態1によれば、水銀フリーバルブの経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域(絶縁破壊の状態から最も低いバルブ電極間電圧に至るまでの間)において比較的大きな電力を供給する第1の電力供給パターンと、負性抵抗領域通過後の最も低いバルブ電極間電圧から定常点灯に至るまでバルブ電極間電圧に対する出力電力特性に応じた電力を供給する第2の電力供給パターンとを有し、上記負性抵抗領域の通過を契機に電力供給パターンを切り替えて出力電力特性を選択し、出力電力を制御することになっている。   According to Embodiment 1 of the present invention, the comparison is made in the negative resistance region (from the state of dielectric breakdown to the lowest valve electrode voltage) immediately after the lighting of the voltage characteristics between the electrodes with respect to the elapsed time of the mercury-free valve. A first power supply pattern for supplying a large amount of power, and a second power for supplying power corresponding to the output power characteristic with respect to the voltage between the valve electrodes from the lowest voltage between the valve electrodes after passing through the negative resistance region to steady lighting The power supply pattern is selected, the power supply pattern is switched by the passage of the negative resistance region, the output power characteristic is selected, and the output power is controlled.

具体的に、図1(a)、図2(a)に示されるように、従来バルブによれば、電極が冷え切った状態で点灯を開始するコールドスタート時、点灯直後の絶縁破壊の状態から最も低いバルブ電極間電圧に至る安定なアーク放電に到達するまでの間(負性抵抗領域)に要する電力は少なく、また、アーク放電に至るまでの時間が0.5秒から1秒と比較的短い。従って、1種類のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を用いた点灯制御が可能である。また、短い消灯時間を挟んで再点灯を行うホットスタートにおいても同様、1種類のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を用いて点灯制御が可能である。
ホットスタートにおいては、短い消灯の後は余熱によりメタルハライドが蒸気として残っていることと、電極の温度が低下しにくく電極にも余熱が残ることから従来バルブの内部状態を温存しやすく、このため、通常点灯用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を使用して電力を供給すれば、短時間で最も低い電圧になる安定なアーク放電に到達させることができる。従って、短時間でバルブの温度状態を把握することができ、このため、適切な出力電力を決定でき、点灯制御を行うことができた。
Specifically, as shown in FIG. 1 (a) and FIG. 2 (a), according to the conventional bulb, at the time of cold start in which lighting is started in a state where the electrode is cold, Less power is required to reach a stable arc discharge that reaches the lowest valve electrode voltage (negative resistance region), and the time to arc discharge is relatively low, 0.5 seconds to 1 second. short. Accordingly, it is possible to perform lighting control using output power characteristics with respect to one type of voltage between the valve electrodes. Similarly, in the hot start in which re-lighting is performed with a short turn-off time in between, lighting control can be performed using output power characteristics with respect to one type of voltage between the bulb electrodes.
In hot start, after a short light extinction, the metal halide remains as a vapor due to residual heat, and the electrode temperature is hard to decrease, and the residual heat also remains in the electrode, so it is easy to preserve the internal state of the conventional valve. If power is supplied using the output power characteristic with respect to the voltage between the bulb electrodes for normal lighting, it is possible to reach a stable arc discharge in which the lowest voltage is reached in a short time. Accordingly, the temperature state of the valve can be grasped in a short time, and therefore, an appropriate output power can be determined and lighting control can be performed.

一方、水銀フリーバルブにおいて、従来バルブ同様、1種類のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を用いて点灯制御を行なった場合、水銀フリーバルブは従来バルブに比較して熱容量が大きく、熱電子を放出できる温度まで過熱するためには比較的大きな電力を必要とするため、点灯直後のバルブ電極間電圧が最も低い電圧になる安定なアーク放電に至るまでの時間が伸張する(1〜2秒)。結果的に、充分な発光量を得るまでの時間が遅くなる。
最も低いバルブ電極間電圧になる安定なアーク放電状態に至る時間は、供給電力によって異なり、大電力ならば短く、小電力では伸張する。このことから、より短時間で水銀フリーバルブの温度状態を把握するために、バルブ電極間電圧に対する出力電力が低い従来バルブの出力電力特性とは別に、バルブ電極を早期に加熱する大電力供給用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を用意し、2種類のバルブ電極電圧に対する出力電力特性によって出力電力を制御することが好ましい。
On the other hand, in the mercury-free valve, as with conventional valves, when lighting control is performed using the output power characteristics for one type of valve electrode voltage, the mercury-free valve has a larger heat capacity than conventional valves and emits thermoelectrons. In order to overheat to a possible temperature, relatively large electric power is required, so that the time until a stable arc discharge at which the voltage between the bulb electrodes immediately after lighting becomes the lowest voltage is extended (1-2 seconds). As a result, the time until a sufficient amount of light emission is obtained is delayed.
The time to reach a stable arc discharge state where the voltage between the bulb electrodes is the lowest depends on the supplied power, and is short for high power and extended for low power. From this, in order to grasp the temperature state of the mercury-free valve in a shorter time, apart from the output power characteristics of the conventional valve with low output power with respect to the voltage between the valve electrodes, for high power supply that heats the valve electrode early It is preferable to prepare output power characteristics with respect to the voltage between the valve electrodes and to control the output power according to the output power characteristics with respect to two kinds of valve electrode voltages.

換言すれば、水銀フリーバルブの点灯直後に、まず大電力を供給して早々に最も低い電圧(Vmin)になるアーク放電に到達させ、そのタイミングでバルブの状態(コールドスタート/ホットスタート)を検出し、そのときのバルブの状態に適した出力電力を供給して、定常点灯まで適切な電力制御を行うことが好ましい。
図1(b)、図2(b)に、水銀フリーバルブのコールドスタートと、ホットスタートにおけるバルブ電極間電圧と出力電力の遷移を太矢印で示したように、短い消灯の後(ホットスタート)でも、まずは大電力を供給して残っているメタルハライドの蒸気と電極の温度を安定(最も低い電圧Vmin'になる安定なアーク放電)にしてバルブの状態を把握すれば、従来バルブと同様、適切な電力を決定でき、出力電力制御を行うことができる。このことにより、迅速な発光量の増加が可能になり、ヘッドライトとして好ましい発光特性を得ることができる。
In other words, immediately after the mercury-free bulb is turned on, first, a large amount of power is supplied to reach the arc discharge that quickly reaches the lowest voltage (Vmin), and the state of the bulb (cold start / hot start) is detected at that timing. Then, it is preferable that output power suitable for the state of the valve at that time is supplied to perform appropriate power control until steady lighting.
1 (b) and 2 (b), after a short turn-off (hot start), as indicated by a thick arrow, the transition of the voltage between the valve electrode and the output power during the cold start of the mercury-free valve and the hot start is indicated by a thick arrow. However, as long as the current state of the valve is grasped by stabilizing the temperature of the metal halide vapor and electrode remaining after supplying high power (stable arc discharge at the lowest voltage Vmin '), it is appropriate as with conventional valves. Power can be determined, and output power control can be performed. As a result, the amount of light emission can be increased rapidly, and light emission characteristics preferable as a headlight can be obtained.

本発明の実施の形態1では、絶縁破壊の状態から定常点灯に至るまでのバルブ電極間電圧において、電圧の変化量が負になるときは大電力用のバルブ電極間電圧に対する出力電力の特性を使用して出力電力の制御を行う。
具体的に、図2(b)に、電圧変化が負になるポイント、および太矢印によって70Wの高電力出力から定常点灯用の35W出力に切り替える様子が示されている。すなわち、点灯直後の絶縁破壊状態、グロー放電状態、そしてバルブ電極間電圧が最も低い値Vminとなるアーク放電に至る過程(負性抵抗領域)ではバルブ電極間電圧が下降し、この負性抵抗領域通過後の定常点灯に至る過程では、バルブに封入されたガスの状態が変化して電圧が上昇する。従って、バルブ電極間電圧が下降している間は、未だ安定なアーク放電に到達していないため、70Wを供給して電極を加熱し、早期に安定なアーク放電状態に到達させることができる。このことにより、迅速な発光量の増加が可能になり、ヘッドライトとして好ましい発光特性を得ることができる。
In Embodiment 1 of the present invention, when the amount of change in voltage is negative in the voltage between the valve electrodes from the state of dielectric breakdown to steady lighting, the characteristics of the output power with respect to the voltage between the valve electrodes for large power are obtained. Use to control the output power.
Specifically, FIG. 2B shows a state where the voltage change is negative, and a state where switching from a high power output of 70 W to a 35 W output for steady lighting is performed by a thick arrow. That is, in the dielectric breakdown state immediately after lighting, the glow discharge state, and the process leading to arc discharge in which the voltage between the bulb electrodes becomes the lowest value Vmin (negative resistance region), the voltage between the bulb electrodes decreases. In the process of steady lighting after passing, the state of the gas sealed in the bulb changes and the voltage rises. Accordingly, since the stable arc discharge has not yet been reached while the voltage between the bulb electrodes is decreasing, 70 W can be supplied to heat the electrode, so that a stable arc discharge state can be reached at an early stage. As a result, the amount of light emission can be increased rapidly, and light emission characteristics preferable as a headlight can be obtained.

また、本発明の実施の形態1では、絶縁破壊の状態から定常点灯に至るまでのバルブ電極間電圧において、電圧の変化量が負から正に変化するタイミングで、大電力出力用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性(第1の電力供給パターン)から、通常点灯用のバルブ極間電圧に対する出力電力特性(第2の電力供給パターン)に切り替え、出力電力の制御を行う。
具体的に、図2(b)に示されるように、本発明の実施の形態1に係る放電管点灯装置は、コールドスタートおよびホットスタートの両方において、バルブ電極間電圧の変化量が負から正に変化したタイミングを検出し、バルブ電極間電圧が最も低い電圧値となる安定なアーク放電状態に至ったときと判定する。そして、このタイミングにおけるバルブの電極間電圧から電極の温度を推測し、ホットスタートと判定された場合に、70Wから通常点灯用の35Wに出力電力特性を切り替える。このことにより、早期に安定なアーク放電状態に到達させ、迅速な発光量の増加が可能になり、ヘッドライトとして好ましい発光特性を得ることができる。
Further, in the first embodiment of the present invention, in the voltage between the valve electrodes from the state of dielectric breakdown to steady lighting, the amount of change in the voltage changes from negative to positive at the timing between the valve electrodes for high power output. The output power characteristic for the voltage (first power supply pattern) is switched to the output power characteristic (second power supply pattern) for the voltage between the bulbs for normal lighting, and the output power is controlled.
Specifically, as shown in FIG. 2B, in the discharge tube lighting device according to Embodiment 1 of the present invention, the amount of change in the voltage between the bulb electrodes is negative to positive in both the cold start and the hot start. It is determined that a stable arc discharge state in which the voltage between the bulb electrodes is the lowest voltage value is reached. Then, the temperature of the electrode is estimated from the voltage between the electrodes of the valve at this timing, and when it is determined to be hot start, the output power characteristic is switched from 70 W to 35 W for normal lighting. As a result, a stable arc discharge state can be reached at an early stage, and the amount of light emission can be increased quickly, and light emission characteristics preferable as a headlight can be obtained.

また、本発明の実施の形態1では、絶縁破壊の状態から定常点灯に至るまでのバルブ電極間電圧において、電圧の変化量が負から正に変化するタイミングで、大電力出力用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性(第1の電力供給パターン)から、通常点灯用のバルブ極間電圧に対する出力電力特性(第2の電力供給パターン)に切り替える際に、出力電力を経過時間に従って減衰させて滑らかに出力電力を切り替える制御を行う。
具体的に、図2(b)に示されるように、安定なアーク放電状態に達したとき、70Wの出力電力から、そのときのバルブに適した小電力の出力電力に切り替えるときに段階的に滑らかに出力電力を低下させ、最終的に定格電力35Wまで減衰する。このことにより、発光量の変化を滑らかにし、ちらつきを生じさせないようにしている。
Further, in the first embodiment of the present invention, in the voltage between the valve electrodes from the state of dielectric breakdown to steady lighting, the amount of change in the voltage changes from negative to positive at the timing between the valve electrodes for high power output. When switching from the output power characteristic (first power supply pattern) to the voltage to the output power characteristic (second power supply pattern) to the voltage between the bulbs for normal lighting, the output power is attenuated and smoothed according to the elapsed time. To control the output power.
Specifically, as shown in FIG. 2 (b), when a stable arc discharge state is reached, when switching from 70W output power to low power output power suitable for the valve at that time, step by step. The output power is smoothly reduced and finally attenuated to a rated power of 35W. As a result, the change in the light emission amount is smoothed so as not to cause flickering.

以下、図3以降を用いて本発明の実施の形態1における放電管点灯装置の構成ならびに動作について詳細に説明する。
図3は、本発明の実施の形態1に係る放電管点灯装置の内部構成を示すハードウェアブロック図である。
Hereinafter, the configuration and operation of the discharge tube lighting device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a hardware block diagram showing the internal configuration of the discharge tube lighting device according to Embodiment 1 of the present invention.

図3において、車両のバッテリ等直流電源1は直流昇圧回路(DC/DCコンバータ)2の入力端に接続されており、この直流昇圧回路2で昇圧された直流はDC−ACインバータ3に接続されている。このDC−ACインバータ3の出力端には、水銀フリーバルブ5の起動時に起動用の高電圧パルスを印加する起動回路4が接続されており、直流昇圧回路2、DC−ACインバータ3とともに水銀フリーバルブ5の点灯回路を構成している。   In FIG. 3, a DC power source 1 such as a vehicle battery is connected to an input terminal of a DC booster circuit (DC / DC converter) 2, and the DC boosted by the DC booster circuit 2 is connected to a DC-AC inverter 3. ing. The output terminal of the DC-AC inverter 3 is connected to an activation circuit 4 that applies a high voltage pulse for activation when the mercury-free valve 5 is activated. The DC-AC inverter 3 and the DC-AC inverter 3 together with the DC-AC inverter 3 are mercury-free. A lighting circuit of the bulb 5 is configured.

直流昇圧回路2とDC−ACインバータ3との接続路には、電流を検出する電流検出回路6が設けられており、ここでは、電流検出素子により直流昇圧回路2の出力電流を検出し、制御回路8の制御中枢となるマイクロコンピュータ(マイコン)81に供給する。また、直流昇圧回路2とDC−ACインバータ3との接続路間には、電圧を検出する電圧検出回路7が設けられており、ここでは、電圧検出素子により直流昇圧回路2の出力電圧を検出して制御回路8の制御中枢となるマイコン81に供給する。
制御回路8は、例えば、専用の制御ICチップで構成され、このチップ上に、CMOS型トランジスタで構成された点灯制御回路82、EEPROM83、そして制御中枢となるROM/RAM内蔵のマイコン81等が実装されている。
The connection path between the DC booster circuit 2 and the DC-AC inverter 3 is provided with a current detection circuit 6 for detecting current. Here, the output current of the DC booster circuit 2 is detected and controlled by a current detection element. This is supplied to a microcomputer 81 that is a control center of the circuit 8. Further, a voltage detection circuit 7 for detecting a voltage is provided between the connection path between the DC booster circuit 2 and the DC-AC inverter 3. Here, the output voltage of the DC booster circuit 2 is detected by a voltage detection element. Then, it is supplied to the microcomputer 81 which becomes the control center of the control circuit 8.
The control circuit 8 is composed of, for example, a dedicated control IC chip. On this chip, a lighting control circuit 82 composed of CMOS transistors, an EEPROM 83, a microcomputer 81 with a built-in ROM / RAM serving as a control center, and the like are mounted. Has been.

上記した構成において、制御回路8の制御中枢となるマイコン81は、内蔵ROMにあらかじめ記録された制御プログラムに従い、電圧検出回路7により検出された水銀フリーバルブの電極間電圧(以下、単にバルブ電圧という)を基に、バルブ電流の設定値を点灯制御回路82に出力し、点灯制御回路82は、その設定値と電流検出回路6により検出されたバルブ電流の検出値に基づき点灯回路に対する出力電力を制御する。
マイコン81はまた、内蔵ROMに記録された制御プログラムに従い、内蔵RAM、あるいはEEPROM83に作業領域を割り当て、水銀フリーバルブ5の経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域において比較的大きな電力を供給する電力供給パターンAと、負性抵抗領域通過後の、電極間電圧に対する出力電力特性に応じた電力を供給する電力供給パターンBとを、負性抵抗領域の通過を契機に切り替えて点灯制御回路82に供給し、水銀フリーバルブ5の点灯制御を行う制御手段として機能する。詳細は後述する。
In the configuration described above, the microcomputer 81 serving as the control center of the control circuit 8 follows the control program recorded in the built-in ROM in advance, and the voltage between the electrodes of the mercury-free valve detected by the voltage detection circuit 7 (hereinafter simply referred to as the valve voltage). ) Is output to the lighting control circuit 82, and the lighting control circuit 82 outputs the output power to the lighting circuit based on the set value and the detected value of the valve current detected by the current detection circuit 6. Control.
The microcomputer 81 also assigns a work area to the built-in RAM or the EEPROM 83 according to the control program recorded in the built-in ROM, and is relatively large in the negative resistance area immediately after the lighting of the voltage characteristics between the electrodes with respect to the elapsed time of the mercury-free valve 5. The power supply pattern A for supplying power and the power supply pattern B for supplying power corresponding to the output power characteristic with respect to the interelectrode voltage after passing through the negative resistance region are switched when triggered by the passage through the negative resistance region. It supplies to the lighting control circuit 82 and functions as a control means for performing lighting control of the mercury-free valve 5. Details will be described later.

図4は、図3に示す制御回路8のうち、本発明の制御手段を実現するマイコン81の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
マイコン81の内部構成を機能的に大別すれば、電圧変化量検出部811と、出力電力供給パターン選択出力部812と、出力電力供給量制御部813と、点灯制御部814とから成る。なお、図4中、A、Bとして示すブロックは、水銀フリーバルブ5の経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域において比較的大きな電力を供給する第1の電力供給パターン、負性抵抗領域通過後の電極間電圧に対する出力電力特性に応じた電力を供給する第2の電力供給パターンのそれぞれを示す。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional development of the internal configuration of the microcomputer 81 that implements the control means of the present invention in the control circuit 8 shown in FIG.
The internal configuration of the microcomputer 81 is roughly divided into a voltage change amount detection unit 811, an output power supply pattern selection output unit 812, an output power supply amount control unit 813, and a lighting control unit 814. In FIG. 4, blocks indicated as A and B are a first power supply pattern for supplying relatively large power in the negative resistance region immediately after lighting of the voltage characteristics between the electrodes with respect to the elapsed time of the mercury-free valve 5, negative Each of the 2nd electric power supply pattern which supplies the electric power according to the output electric power characteristic with respect to the voltage between electrodes after passing through a resistive region is shown.

電圧変化量検出部811は、電圧検出回路7により都度測定される水銀フリーバルブ5における電極間電圧の変化量(ΔV/dt)を算出して出力電力供給パターン選択出力部812に出力する機能を持つ。
また、出力電力供給パターン選択出力部812は、水銀フリーバルブ5の経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域において比較的大きな電力を供給する第1の電力供給パターンAと、負性抵抗領域通過後のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性に応じて電力を供給する第2の電力供給パターンBとを有し、電圧変化量検出部811により算出される電極間電圧の変化量(ΔV/dt)が「負」と判定されたときに点灯制御部814に対し、第1の電力供給パターンAに基づく出力電力を供給する機能を持つ。出力電力供給パターン選択出力部812はまた、電極間電圧の変化量(ΔV/dt)が「負」から「正」に変化したと判定されたときに、電力供給パターンをAから第2電力供給パターンのBに切り替え、その電力供給パターンに基づく電力を出力電力量制御部813へ出力する機能を持つ。
The voltage change amount detection unit 811 has a function of calculating a change amount (ΔV / dt) of the interelectrode voltage in the mercury free valve 5 measured each time by the voltage detection circuit 7 and outputting the change amount to the output power supply pattern selection output unit 812. Have.
The output power supply pattern selection output unit 812 includes a first power supply pattern A that supplies relatively large power in the negative resistance region immediately after lighting of the interelectrode voltage characteristics with respect to the elapsed time of the mercury-free valve 5, and a negative power supply pattern A. And a second power supply pattern B that supplies power according to the output power characteristics with respect to the voltage between the valve electrodes after passing through the resistive region, and the amount of change in the interelectrode voltage calculated by the voltage change amount detector 811 ( When ΔV / dt) is determined to be “negative”, the lighting control unit 814 has a function of supplying output power based on the first power supply pattern A. The output power supply pattern selection output unit 812 also changes the power supply pattern from A to the second power supply when it is determined that the change amount (ΔV / dt) of the interelectrode voltage has changed from “negative” to “positive”. There is a function of switching to pattern B and outputting power based on the power supply pattern to the output power amount control unit 813.

出力電力供給量制御部813は、点灯制御部814に対する出力電力の供給に関し、出力電力供給パターン選択出力部812が第1の電力供給パターンAから第2の電力供給パターンBに切り替えるとき、経過時間に従って順次減衰制御を行う機能を持つ。このとき、出力電力供給量制御部813は、減衰させるための出力電力供給量を経過時間に従い順次変更してもよい。詳細は後述する。
なお、点灯制御部814は、出力電力供給パターン選択出力部812、あるいは出力電力供給量制御部813を介して出力される電力供給パターンに基づき、点灯制御回路82を介して水銀フリーバルブ5の点灯制御に必要な電力を供給する機能を持つ。
The output power supply amount control unit 813 relates to the supply of output power to the lighting control unit 814, and when the output power supply pattern selection output unit 812 switches from the first power supply pattern A to the second power supply pattern B, the elapsed time It has the function to perform attenuation control sequentially according to. At this time, the output power supply amount control unit 813 may sequentially change the output power supply amount for attenuation in accordance with the elapsed time. Details will be described later.
The lighting control unit 814 turns on the mercury-free valve 5 via the lighting control circuit 82 based on the power supply pattern output via the output power supply pattern selection output unit 812 or the output power supply amount control unit 813. It has a function to supply power necessary for control.

図5は、本発明の実施の形態1に係る放電管点灯制御装置(マイコン81)の動作を説明するために引用したフローチャートである。
以下、図5に示すフローチャートを参照しながら本発明の実施の形態1に係る放電管点灯装置の動作について詳細に説明する。
FIG. 5 is a flowchart cited for explaining the operation of the discharge tube lighting control apparatus (microcomputer 81) according to Embodiment 1 of the present invention.
Hereinafter, the operation of the discharge tube lighting device according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

マイコン81は、内蔵ROMに記録された制御プログラムに従い、まず、電源投入を検知した後(ステップST501)、点灯回路(図3の起動回路4)に対し、例えば車両に装着された水銀フリーバルブ5を点灯するための起動用の高電圧パルス「点火(IGNパルス)」を印加する制御を行う(ステップST502)。
以降、マイコン81は、電圧検出回路7により測定される水銀フリーバルブ5のバルブ電極間電圧を常時読み込み(ステップST503)、以下に説明する出力電力の制御を行う。
The microcomputer 81 first detects power-on in accordance with the control program recorded in the built-in ROM (step ST501), and then, for example, the mercury-free valve 5 mounted on the vehicle with respect to the lighting circuit (starting circuit 4 in FIG. 3). Control is performed to apply a high voltage pulse “ignition (IGN pulse)” for lighting up (step ST502).
Thereafter, the microcomputer 81 always reads the voltage between the valve electrodes of the mercury-free valve 5 measured by the voltage detection circuit 7 (step ST503), and controls the output power described below.

具体的に、電圧変化量検出部811は、電圧検出回路7により都度測定され読み込まれる水銀フリーバルブ5のバルブ電極間電圧の現在値と直前の値からその変化量(ΔV/dt)を算出して出力電力供給パターン選択出力部812に出力する(ステップST504)。
出力電力供給パターン選択出力部812は、電圧変化量検出部811により算出されるバルブ電極間電圧の変化量(ΔV/dt)を常に監視しており(ステップST505)、ここで、バルブ電圧が下降する「負」と判定された場合(ステップST505“下降”)、点灯制御部814に対し、第1の電力供給パターンAに基づく“70W”の電力値を現在値として変数Pnに設定し(ステップST506)、点灯制御部814に出力する(ステップST507)。
Specifically, the voltage change detection unit 811 calculates the change (ΔV / dt) from the current value and the previous value of the voltage between the valve electrodes of the mercury-free valve 5 that is measured and read by the voltage detection circuit 7 each time. Is output to the output power supply pattern selection output unit 812 (step ST504).
The output power supply pattern selection output unit 812 constantly monitors the change amount (ΔV / dt) of the voltage between the valve electrodes calculated by the voltage change amount detection unit 811 (step ST505), where the valve voltage decreases. If it is determined to be “negative” (step ST505 “down”), the power value of “70 W” based on the first power supply pattern A is set to the variable Pn as the current value for the lighting control unit 814 (step ST505). ST506), and outputs to lighting control unit 814 (step ST507).

一方、出力電力供給パターン選択出力部812は、ステップST505のハルブ電極間電圧の監視処理において、電極間電圧の変化量(ΔV/dt)が「負」から「正」に変化したことを検出したときに(ステップST505“上昇”)、電力供給パターンを、定常点灯用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性(第2の電力供給パターンB)に切り替るために、その特性に従う“35W”の目標電力値を変数Pmに設定し、出力電力量制御部813へ出力する(ステップST508)。   On the other hand, the output power supply pattern selection output unit 812 has detected that the change amount (ΔV / dt) of the interelectrode voltage has changed from “negative” to “positive” in the monitoring process of the voltage between the electrodes in step ST505. Sometimes (step ST505 "rising") to switch the power supply pattern to the output power characteristic (second power supply pattern B) with respect to the voltage between the bulb electrodes for steady lighting, the target of "35W" according to that characteristic The power value is set to variable Pm and output to output power amount control section 813 (step ST508).

このことにより、出力電力量制御部813は、先に電力減衰の目標となる変数Pmに設定された電力値と、変数Pnに設定されている現在供給されている電力値とを比較し(ステップST509)、ここで、現在値が目標値より高いPn>Pmと判定される限りは、変数Pnを、順次段階的に減衰を行うために設定される減衰量Xだけ減算した値に更新し(ステップST510)、得られるPnに従う電力を点灯制御部814へ供給する(ステップST507)。
一方、出力電力量制御部813は、順次更新される変数Pnに設定される現在値が変数Pmに設定された目標値(35W)と等しくなったときに、変数Pmに設定された現在値に基づく電力(35W)を点灯制御部814へ供給する(ステップST510)。
As a result, the output power amount control unit 813 compares the power value previously set in the variable Pm, which is the target of power attenuation, with the currently supplied power value set in the variable Pn (Step S13). ST509) Here, as long as it is determined that Pn> Pm where the current value is higher than the target value, the variable Pn is updated to a value obtained by subtracting the attenuation amount X set to perform attenuation step by step (step ST509). In step ST510, electric power according to the obtained Pn is supplied to the lighting control unit 814 (step ST507).
On the other hand, when the current value set in the sequentially updated variable Pn becomes equal to the target value (35 W) set in the variable Pm, the output power amount control unit 813 sets the current value set in the variable Pm to the current value set in the variable Pm. Based on the power (35 W), the lighting control unit 814 is supplied (step ST510).

点灯制御部814は、出力電力供給パターン選択出力部812、あるいは出力電力供給量制御部813を介して出力される電力供給パターンPm、Pn−Xに基づき、点灯制御回路82を介して水銀フリーバルブ5の点灯制御に必要な電力を供給する。
なお、出力電力量制御部813が減衰量として設定する変数Xは可変であり、例えば、経過時間に応じて直前の電力量を1/2ずつ減算してその値を生成する等の対応が考えられる。このことにより、水銀フリーバルブ5の発光量の変化を滑らかにし、ちらつきを生じさせないように制御することができる。
The lighting control unit 814 is connected to the mercury-free valve via the lighting control circuit 82 based on the power supply patterns Pm and Pn-X output via the output power supply pattern selection output unit 812 or the output power supply amount control unit 813. The electric power required for the lighting control of 5 is supplied.
Note that the variable X set as the amount of attenuation by the output power amount control unit 813 is variable. For example, it may be possible to subtract the previous power amount by 1/2 according to the elapsed time to generate the value. It is done. As a result, the light emission amount of the mercury-free bulb 5 can be smoothly changed and controlled so as not to flicker.

以上説明のように本発明は、迅速、正確に水銀フリーバルブ5の状態を把握するために、安定なアーク放電に至るタイミングを正確に測定し、かつ、安定なアーク放電に至るまでの時間を短縮するために、従来バルブでは一種類であったバルブ電極間電圧に対する出力電力との相関関係の他に、アーク放電安定用の相関関係を使用するものである。
本発明によれば、絶縁破壊の状態から定常点灯に至るまでのバルブ電極間電圧において、電圧の変化量が負から正に変化するタイミングで(負性抵抗領域の通過)、大電力出力用のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性(第1の電力供給パターン)から、通常点灯用のバルブ極間電圧に対する出力電力特性(第2の電力供給パターン)に切り替え、出力電力の制御を行うものであり、このことにより、消灯時間測定によるバルブの温度や状態を推測する従来の放電管点灯装置の出力電力制御の不安定さ、あるいは装着される個々のヘッドライトの構造や温度変化によるばらつきを回避でき、使用環境に影響されることがない、正確で迅速な出力電力制御による放電管の点灯制御を行うことができる。
As described above, in the present invention, in order to grasp the state of the mercury-free valve 5 quickly and accurately, the timing to reach a stable arc discharge is accurately measured, and the time to reach a stable arc discharge is determined. In order to shorten the distance, a correlation for arc discharge stabilization is used in addition to the correlation with the output power with respect to the voltage between the valve electrodes, which is one type in the conventional valve.
According to the present invention, in the voltage between the valve electrodes from the state of dielectric breakdown to steady lighting, the voltage change amount changes from negative to positive (passing through the negative resistance region), for high power output. The output power characteristic (first power supply pattern) with respect to the voltage between the valve electrodes is switched to the output power characteristic (second power supply pattern) with respect to the voltage between the bulb electrodes for normal lighting, and the output power is controlled. This makes it possible to avoid instability in output power control of a conventional discharge tube lighting device that estimates the bulb temperature and state by measuring the turn-off time, or variations due to the structure and temperature change of the individual headlights to be mounted. It is possible to perform discharge tube lighting control by accurate and quick output power control without being affected by the use environment.

本発明の実施形態1において使用される放電管の経過時間に対するハルブ電圧特性を示す図である。It is a figure which shows the Halve voltage characteristic with respect to the elapsed time of the discharge tube used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1において使用される放電管のバルブ電極間電圧に対する出力電力特性を示す図である。It is a figure which shows the output electric power characteristic with respect to the voltage between valve electrodes of the discharge tube used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態1に係る放電管点灯装置の内部構成を示すハードウェアブロック図である。It is a hardware block diagram which shows the internal structure of the discharge tube lighting device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図3に示す制御回路のうち、本発明の制御手段を実現するマイコンの内部構成を機能展開して示したブロック図である。It is the block diagram which expanded and showed the function of the internal structure of the microcomputer which implement | achieves the control means of this invention among the control circuits shown in FIG. 本発明の実施の形態1に係る放電管点灯装置(マイコン)の動作を説明するために引用したフローチャートである。It is the flowchart quoted in order to demonstrate operation | movement of the discharge tube lighting device (microcomputer) which concerns on Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源、2 直流昇圧回路、3 DC−ACインバータ、4 起動回路、5 水銀フリーバルブ、6 電流検出回路、7 電圧検出回路、8 制御回路(制御手段)、81 マイコン、82 点灯制御回路、83 EEPROM、811 電圧変化量検出部、
812 出力電力供給パターン選択出力部、813 出力電力供給量制御部、814 点灯制御部。
1 DC power supply, 2 DC booster circuit, 3 DC-AC inverter, 4 start-up circuit, 5 mercury-free valve, 6 current detection circuit, 7 voltage detection circuit, 8 control circuit (control means), 81 microcomputer, 82 lighting control circuit, 83 EEPROM, 811 Voltage change amount detection unit,
812 output power supply pattern selection output unit, 813 output power supply amount control unit, 814 lighting control unit.

Claims (5)

水銀フリーの放電管に電力を供給して点灯制御を行う放電管点灯装置であって、
前記放電管の経過時間に対する電極間電圧特性の点灯直後における負性抵抗領域において比較的大きな電力を供給する第1の電力供給パターンと、前記負性抵抗領域通過後の、前記電極間電圧に対する出力電力特性に応じた電力を供給する第2の電力供給パターンとを有し、前記負性抵抗領域の通過を契機に前記第1と第2の電力供給パターンを切り替えて電力を供給し、前記放電管の点灯制御を行う制御手段
を備えたことを特徴とする放電管の点灯制御装置。
A discharge tube lighting device for controlling lighting by supplying power to a mercury-free discharge tube,
A first power supply pattern for supplying relatively large power in the negative resistance region immediately after lighting of the interelectrode voltage characteristic with respect to the elapsed time of the discharge tube, and an output for the interelectrode voltage after passing through the negative resistance region A second power supply pattern that supplies power according to power characteristics, and switches between the first and second power supply patterns upon passing through the negative resistance region to supply power, and the discharge A discharge tube lighting control device comprising a control means for performing tube lighting control.
前記制御手段は、
前記放電管における電極間電圧の変化量を算出し、前記変化量が負と判定されたときに前記放電管に対し前記第1の電力供給パターンに基づいて出力電力を供給し、前記放電管の点灯制御を行うことを特徴とする請求項1記載の放電管の点灯制御装置。
The control means includes
A change amount of the interelectrode voltage in the discharge tube is calculated, and when the change amount is determined to be negative, output power is supplied to the discharge tube based on the first power supply pattern, and the discharge tube 2. The lighting control device for a discharge tube according to claim 1, wherein lighting control is performed.
前記制御手段は、
前記放電管における電極間電圧の変化量を算出し、前記変化量が負から正に変化したと判定されたときに、前記放電管に対する出力電力の供給を、前記第1の電力供給パターンから第2の電力供給パターンに切り替え、前記放電管の点灯制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電管の点灯制御装置。
The control means includes
The amount of change in the voltage between the electrodes in the discharge tube is calculated, and when it is determined that the amount of change has changed from negative to positive, output power is supplied to the discharge tube from the first power supply pattern. 3. The discharge tube lighting control device according to claim 1, wherein the discharge tube lighting control is performed by switching to a power supply pattern of 2.
前記制御手段は、
前記放電管に対する出力電力の供給に関して前記第1の電力供給パターンから第2の電力供給パターンに切り替えるとき、経過時間に従って順次減衰制御を行うことを特徴とする請求項3記載の放電管の点灯装置。
The control means includes
4. The discharge tube lighting device according to claim 3, wherein when the output power is supplied to the discharge tube from the first power supply pattern to the second power supply pattern, the attenuation control is sequentially performed according to the elapsed time. .
前記制御手段は、
前記減衰させるための出力電力供給量を経過時間に従い順次変更することを特徴とする請求項4記載の放電管の点灯装置。

The control means includes
5. The discharge tube lighting device according to claim 4, wherein the amount of output power supplied for attenuation is sequentially changed according to elapsed time.

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